JP2013211371A - Reactor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、リアクトルに関する。なお、リアクトルとは、コイルを利用した受動素子であり、「インダクタ」と呼ばれることもある。 The present invention relates to a reactor. A reactor is a passive element using a coil, and is sometimes called an “inductor”.
近年、電気自動車が実用化され、普及が拡大している。走行用のモータを搭載するため、電気自動車には、モータを駆動するための電力変換装置が搭載されている。多くの電力変換装置(典型的には電圧コンバータ)は、主要な部品としてリアクトルを備えている。リアクトルは、金属製のコアに巻き線(コイル)を捲回した素子である。なお、電気自動車にはエンジンとモータを搭載するハイブリッド車、及び燃料電池自動車も含む。 In recent years, electric vehicles have been put into practical use and their spread has been expanding. In order to mount a motor for traveling, an electric vehicle is equipped with a power conversion device for driving the motor. Many power converters (typically voltage converters) include a reactor as a major component. A reactor is an element in which a winding (coil) is wound around a metal core. The electric vehicle includes a hybrid vehicle equipped with an engine and a motor, and a fuel cell vehicle.
一般に、リアクトルのコアは分割されることがある。典型的には、一対のU字型コアに分割されるか、あるいは、一対のU字型コアとそれらの間に配置されるI字型コアに分割される(特許文献1−3)。分割されたコアの固定方法として幾つかの方法が知られている。なお、以下では、分割されたコアを部分コアと称する。特許文献1の技術では、その端面をセラミック製のプレートを介して接着剤で接着し、部分コア同士を固定する。特許文献2の技術では、所定の位置関係で配置された部分コアの全体を樹脂で覆うとともに、部分コアの間のギャップにも樹脂を充填し、部分コア同士を固定する。特許文献3の技術では、部分コア同士の端面に樹脂製のシートを配して熱圧着し、部分コア同士を固定する。
In general, the core of the reactor may be divided. Typically, it is divided into a pair of U-shaped cores, or is divided into a pair of U-shaped cores and an I-shaped core disposed therebetween (Patent Documents 1-3). Several methods are known as a method for fixing the divided cores. Hereinafter, the divided cores are referred to as partial cores. In the technique of Patent Document 1, the end surfaces are bonded with an adhesive via a ceramic plate to fix the partial cores. In the technique of
なお、リアクトルとは直接は関係ないが、本明細書が開示する技術に関連する技術であって金属と樹脂の接合強度を向上させる技術として、特許文献4と5を挙げておく。特許文献4の技術では、金属と樹脂を接合するのに金属表面にクロスした溝を設ける。その技術によれば、溝に樹脂が入り込み接合の強度が向上する。特許文献5の技術では、金属表面を樹脂で被覆する際、金属表面をストライプ状、点線状、波線状、ローレット状、あるいは梨地状に荒らす。その技術によれば、金属表面に形成された凹凸に樹脂が入り込み接合強度が向上する。
Although not directly related to the reactor,
特許文献1の技術では、部分コアをセラミック製のプレートを介して接着固定する。この技術は、プレートや接着剤、接着固定するための加熱炉などの設備にコストがかかる。製造コストの観点からは、特許文献2あるいは3に開示された技術のように、部分コアを樹脂で固定する方がよい。樹脂であれば、射出成型法により、部分コアを相互に固定したボビンを低コストで製造できるからである。しかしながら、その場合、金属製の部分コアと樹脂との接合強度を高める必要がある。
In the technique of Patent Document 1, the partial core is bonded and fixed via a ceramic plate. This technology is costly for equipment such as plates, adhesives, and furnaces for bonding and fixing. From the viewpoint of manufacturing cost, it is better to fix the partial core with resin as in the technique disclosed in
金属と樹脂との接合強度を上げる技術として、特許文献4あるいは5の技術が知られている。これらの文献が示す技術はいずれも、金属側の接合面に凹凸を設け、窪みに樹脂を入り込ませて接合強度を上げるものである。
As a technique for increasing the bonding strength between a metal and a resin, the technique of
ところで、リアクトルのコアは、全体が導電性であると内部に渦電流が発生し、その渦電流が逆起電力を発生し、リアクトルの効率が低下する。渦電流の発生を抑制するため、リアクトルのコアには、表面を絶縁コーティングした金属粒子を固めたもの(典型的には焼結したもの)が用いられる。そのようなコアは、金属製ではあるがコア全体としては非導通である。そのようなコアの表面に凹凸を設けると、絶縁コーティングが剥がれ、隣接する粒子同士が導通してしまう。特許文献4に開示された技術のように、コアの表面にクロスする溝を設けると、コアの表面に2次元的な拡がりを有する導通面が形成されてしまい、渦電流が発生してしまう。本明細書は、分割されたコアを有するリアクトルに関し、渦電流の発生を抑制しつつ、ギャップに充填される樹脂とコアとの接合強度を高める技術を提供する。
By the way, if the core of the reactor is entirely conductive, an eddy current is generated inside, and the eddy current generates a counter electromotive force, thereby reducing the efficiency of the reactor. In order to suppress the generation of eddy currents, the reactor core is made of hardened metal particles (typically sintered) with an insulating coating on the surface. Such a core is made of metal but is non-conductive as a whole. When unevenness is provided on the surface of such a core, the insulating coating is peeled off and adjacent particles are brought into conduction. If the groove | channel which cross | crosses the surface of a core like the technique disclosed by
本明細書が開示する技術の一態様は次の構成を有するリアクトルに具現化することができる。そのリアクトルはコアとコイルを備える。コアは、少なくとも2個の部分コアに分割されている。その少なくとも2個の部分コアはギャップを挟んで対向しており、ギャップに面している部分コアの端面が樹脂で覆われている。リアクトルはさらに、コアに捲回されているコイルを備えている。ギャップに面している部分コアの端面には、複数の点状の窪み、または、他の溝と交差することのない線状の溝が形成されている。 One aspect of the technology disclosed in this specification can be embodied in a reactor having the following configuration. The reactor includes a core and a coil. The core is divided into at least two partial cores. The at least two partial cores face each other across the gap, and the end faces of the partial cores facing the gap are covered with resin. The reactor further includes a coil wound around the core. A plurality of point-like depressions or linear grooves that do not intersect with other grooves are formed on the end face of the partial core facing the gap.
本明細書が開示するリアクトルは、部分コア同士が対向する端面(ギャップに面している端面)に、複数の点状の窪み、または、他の溝と交差することのない線状の溝(典型的には溝同士が互いに平行であるような溝、あるいは、中心から放射状に延びる溝)を有する。窪みまたは溝に樹脂が入り込み、金属の部分コアと樹脂との接合強度が向上する。 The reactor disclosed in this specification includes a plurality of dot-like depressions or linear grooves that do not intersect with other grooves on the end faces (end faces facing the gap) where the partial cores face each other. Typically, the grooves are such that the grooves are parallel to each other, or grooves extending radially from the center). Resin enters the recess or groove, and the bonding strength between the metal partial core and the resin is improved.
部分コアは、前述したように、絶縁処理された金属粒子を固めたものであることが多い。典型的には、部分コアの原料である金属粒子に絶縁コーティングを施してから焼結する。仮に、部分コアが全体として導電性であると、コイルで発生する磁束により、部分コアの内部に渦電流が発生する。渦電流は逆起電力を発生させてリアクトルの効率を低下させるため、好ましくない。そのため、上記のように、部分コアの原料である金属粒子に予め絶縁処理を施してから固めることで、部分コアは実質的には非導通となり、渦電流の発生を抑制できる。ここで、部分コアの端面に凹凸を形成すると、金属粒子の絶縁コーティングが剥がれて、隣接する金属粒子同士が導通する。それゆえ、特許文献4に記載された技術を適用し、クロスする溝を形成すると、部分コアの表面に2次元的な拡がりを有する導通面が形成されてしまい、渦電流が発生してしまう虞がある。そこで、本明細書が開示するリアクトルでは、部分コアの端面に点状の窪み、もしくは他の溝と交差することのない線状の溝を形成する。このような窪みや溝では、絶縁コーティングが剥がれて導通しているものの、導通範囲は点状もしくは線状の範囲に限られているため、渦電流の発生を抑制できる。即ち、渦電流が発生してもごくわずかであり、リアクトルの効率が低下することが抑制される。従って、絶縁処理された金属粒子を固めた部分コアの端面に、複数の点状の窪み、または他の溝と交差することのない線状の溝を形成することにより、渦電流の発生を抑制しつつ、部分コアの端面と樹脂との界面における接合強度を格段に向上させることができる。
As described above, the partial core is often formed by solidifying metal particles that have been subjected to insulation treatment. Typically, the metal particles that are the raw material of the partial core are subjected to an insulating coating and then sintered. If the partial core is conductive as a whole, an eddy current is generated inside the partial core due to the magnetic flux generated in the coil. Eddy currents are undesirable because they generate counter electromotive force and reduce reactor efficiency. Therefore, as described above, when the metal particles as the raw material of the partial core are preliminarily insulated and then hardened, the partial core is substantially non-conductive and the generation of eddy current can be suppressed. Here, when unevenness is formed on the end face of the partial core, the insulating coating of the metal particles is peeled off, and the adjacent metal particles become conductive. Therefore, when the technique described in
なお、特許文献5には、金属と樹脂との接合強度を高めるために、金属表面をストライプ状、点線状、波線状、ローレット状、あるいは梨地状に荒らすことが開示されている。特許文献5は、金属表面の凹凸の態様をいくつか列挙しているだけであり、渦電流の発生を抑制するという本発明が解決する課題については全く言及がないことに留意されたい。
また、点状の窪みや線状の溝は、典型的には、レーザー光を部分コアの端面に照射して形成される。このような窪みや溝を有する部分コアの端面に熱可塑性樹脂を流し入れると、樹脂は窪みや溝に入り込んで固まる。これにより、部分コアの端面が窪みや溝のない平坦な端面である場合と比較して、部分コアと樹脂の界面の接合強度が格段に大きくなる。従来の部分コアの端面も、微視的には部分コアの原料の粒子同士の間に微細な隙間があり、その隙間に樹脂が流れ込んで固まるため、ある程度の接合強度を有する。しかしながら、例えばレーザー光により形成される窪みや溝の大きさは、原料の粒子同士の間の隙間の大きさと比べてずっと大きいため、このように部分コアの端面に人工的な凹凸を切削加工(レーザ加工を含む)により形成することにより、樹脂がその凹凸に入り込み、界面の接合強度は飛躍的に向上する。リアクトルが作動時に振動しても、接合強度不足に起因するリアクトルの振動騒音を抑制できる。また、対向する部分コア同士を接着するためのプレートや接着剤、接着固定するための加熱炉が不要になるため、製造コストを低減できる。これらの工程が不要になるため、製造がより容易になる。 Also, the dot-like depressions and linear grooves are typically formed by irradiating the end face of the partial core with laser light. When the thermoplastic resin is poured into the end face of the partial core having such depressions and grooves, the resin enters the depressions and grooves and hardens. Thereby, compared with the case where the end surface of a partial core is a flat end surface without a dent and a groove | channel, the joint strength of the interface of a partial core and resin becomes large remarkably. Microscopically, the end face of the conventional partial core also has a certain degree of bonding strength because there is a fine gap between the particles of the raw material of the partial core, and the resin flows into the gap and hardens. However, for example, the size of the recesses and grooves formed by the laser beam is much larger than the size of the gaps between the raw material particles. (Including laser processing), the resin penetrates into the irregularities, and the bonding strength at the interface is dramatically improved. Even if the reactor vibrates during operation, the vibration noise of the reactor due to insufficient joint strength can be suppressed. In addition, the manufacturing cost can be reduced because a plate, an adhesive, and a heating furnace for bonding and fixing the facing partial cores are not necessary. Since these steps are not necessary, the manufacturing becomes easier.
本明細書が開示する技術の詳細、及び、さらなる改良は、発明の実施の形態、及び、実施例にて詳しく説明する。 Details of the technology disclosed in this specification and further improvements will be described in detail in embodiments and examples of the invention.
実施例の特徴の幾つかを最初に列記する。なお、以下の特徴は、それぞれ単独でも有用なものである。 Some of the features of the examples are listed first. In addition, the following features are each useful by itself.
(特徴1)実施例のリアクトルは、対向する部分コア間のギャップが樹脂で充填されている。そうすることで、樹脂は、各部分コアの端面と強固に接合し、対向する部分コア同士を確実に接合できる。 (Feature 1) In the reactor of the embodiment, the gap between the opposed partial cores is filled with resin. By doing so, resin can join firmly with the end face of each partial core, and the partial cores which oppose can be joined reliably.
図1に実施例のリアクトル100の斜視図を示す。リアクトル100は、金属製のコア(後述)を包む樹脂成型部4(4a、4b)に、コイル8を捲回したものである。詳しくは後述するが、樹脂成型部4は、ほぼ平行な2つのコイル捲回部分と、2つのコイル捲回部分の端部同士を連結する湾曲部分とで構成されており、全体は環状である。コイル8は、樹脂成型部4のフランジ30の間に捲回される。コイル8は、フランジ30の間で樹脂製のコイルカバー14に覆われる。コイルカバー14には、放熱のための窓15が設けられている。フランジ30とコイルカバー14の間からコイル8のリード線12が引き出されている。コイル8の巻き線には平角線が用いられる。平角線は、断面が矩形の導線である。コイル8は樹脂成形部4の2箇所に捲回されているが、1本の巻き線で繋がっているため、電気的には一つのコイルである。金属製のコアを包む樹脂成型部4を成形する工程を一次インサート成形と称する。他方、樹脂成形部4にコイル8を捲回した後、コイル8を覆うコイルカバー14を成形する工程を二次インサート成形と称する。リアクトル100は、例えば、電気自動車のインバータや電圧コンバータに用いられる。
The perspective view of the
図2に示すように、コアは、一対のU字型コア2(2a、2b)と、2個のI字型コア3で構成されている。一対のU字型コア2と2個のI字型コア3は、「部分コア」の一例に相当する。一対のU字型コア2a、2bは、端面同士が対向するように配置され、一方のU字型コア2aの端面と他方のU字型コア2bの端面との間に、I字型コア3が配置され、コアは全体で環状となる。本実施例が開示するリアクトル100は、部分コアであるU字型コア2a、2b、及びI字型コア3の端面に複数の点状の窪み、又は互いに交差することのない線状の溝が形成されている。これについては、後で詳しく説明する。
As shown in FIG. 2, the core is composed of a pair of U-shaped cores 2 (2 a, 2 b) and two I-shaped
図3は、樹脂成形部4a、4bとコアの分解斜視図である。コア全体を組み立てる前は、U字型コア2a、2bの夫々が樹脂成形部4a、4bで覆われている。U字型コア2a(2b)を覆うように樹脂成形部4a(4b)を成形する工程が一次インサート成形工程である。具体的には、金型内にU字型コア2a(2b)を入れ、U字型コア2a(2b)の端面を除く周囲に樹脂を射出し、成形する。即ち、樹脂成形部4a(4b)もU字型に形成される。U字型コア2a(2b)の端面のみが露出し、他は樹脂で覆われる。U字型の樹脂成形部4a(4b)の端部には、I字型コア3を位置決めするガイド部5が形成されている。ガイド部5は、U字型コア2a(2b)の両方の端部から平行に伸びるように筒状に形成されている。I字型コア3を挟んで一対のU字型コア2a、2bを組み立てた後、ガイド部5の周囲にコイルが捲回されることになる。ガイド部5の端面には、切欠21が形成されている。
FIG. 3 is an exploded perspective view of the resin molded
ガイド部5の内部には、突起10が形成されている。突起10は、矩形筒状のガイド部5の内側の四隅にそれぞれ形成されている(ただし、図3では、一つの隅の突起10のみが表れており、他の3つの突起は隠れていることに留意されたい)。I字型コア3は、突起10に当たるまで押し込まれる。即ち、突起10は、I字型コア3を樹脂成型部4の内部に配置する際に、I字型コア3の位置を決定する。突起10により、U字型コア2a(2b)の端面とI字型コア3の端面の間にギャップが形成され、端面同士が直接接触することはない。また、図3の樹脂成型部4bのフランジ30には、2つのスリット32が形成されている。後述するが、スリット32はコイル8のリード線12を通すために設けられている。
A
図4は、図3の分解図において図中の座標系のXY平面におけるコアと樹脂成形部4の断面図である。図5は、図1のXY平面における、二次インサート成形前のリアクトル(以下、「リアクトル90」と称する)の断面図である。図4、図5は、切欠21を横断する断面を示している。一方の樹脂成形部4aのガイド部5の筒には、I字型コア3の半分が収まる。I字型コア3の残り半分に、他方の樹脂成形部4bのガイド部5を被せるように嵌め込むと、一対のU字型コア2a、2bと、I字型コア3が環状の配置となる(図5参照)。
4 is a cross-sectional view of the core and the resin molded
間にI字型コア3を挟んで一対の樹脂成形部4a、4bを対向させて組み合わせると、一対の樹脂成形部4a、4bのそれぞれのガイド部5の端面が当接する。ガイド部5の端面に接着剤を塗布し、一対の樹脂成形部4a、4bを対向させて組み合わせることによって、一対の樹脂成形部4a、4bが接合される。これにより、ガイド部5の端面に形成された切欠21は、樹脂成形部4の内外を連通する貫通孔となる。なお、コイル8は、前もってコイル状に形成されており、一対の樹脂成形部4a、4bを組み合わせるのに先立って、U字型の樹脂成形部4a、4bの端部に通しておく。図5は、この時点における半完成品のリアクトル90を示す。前述したように、I字型コア3は、突起10により位置決めされる。これにより、U字型コア2の端面はI字型コア3の端面とは当接せず、その間にはギャップ41が形成される。後で説明するが、樹脂製のコイルカバー14を成形する二次インサート成形において、前述した貫通孔を通じて、樹脂がそのギャップ41に充填される。樹脂がギャップ41に充填されることにより、U字型コア2とI字型コア3が樹脂を介して接合する。即ち、切欠21は、一対の樹脂成形部4を接合した後に内部のギャップ41に樹脂を充填するために設けられている。なお、この時点では、ガイド部5の内部において、I字型コア3は突起10に位置決めされているのみで、固定されてはいない。
When the pair of resin molded
図6は図5のリアクトル90の斜視図を示す。前述したように、コイル8のリード線12が、樹脂成型部4bのフランジ30に設けられたスリット32を通って延びている。図6に示すリアクトル90(半完成品)のコイル8の周囲にコイルカバー14を成形すると、図1に示したリアクトル100が完成する。コイルカバー14を成形する二次インサート成形については後述する。
6 shows a perspective view of the
次に、本実施例のリアクトル100におけるU字型コア2、及びI字型コア3の端面(即ち、ギャップ41と対向する面)について説明する。以下では説明の都合上、これらの端面を「コア端面」と総称する。図7は、U字型コア2の端面(図2の符号VIIが示す領域)の部分拡大図を示す。図7では、U字型コア2aの端面に複数の点状の窪み6が形成されている様子を示すが、窪み6は、コア端面の全体に一様に分布するように形成されている。窪み6はレーザー光の照射により形成される。窪み6は半径r1の円状であり、等間隔で形成される。窪み6同士の中心間距離はL1であり、2r1<L1である。L1は、レーザー加工により発生するスパッタ粒子がコア端面に付着することにより、隣接する窪み6同士が導通しないような距離であることが好ましい。r1は例えば0.15mmであり、L1は例えば0.5mmであるが、この値に限られない。窪み6の深さは例えば0.1mmであるが、この値に限られない。図7に示す窪み6と同様の窪みが、他のコア端面にも形成されている。
Next, the end surfaces of the
コア端面に形成されるのは、点状の窪み6に限られず、線状の溝であってもよい。図8に、点状の窪み6の代わりに形成することができる線状の溝の例を示す。図8は、図2のVIIの部分拡大図に相当する。図8では、U字型コア2aの端面に、複数の点状の窪みを重ね合わせてできる線状の溝16が形成されている様子を示すが、溝16は、コア端面の全体に一様に形成されている。溝16はレーザー光の照射により形成される。溝16を構成する点状の窪みは、半径r2の円状であり、窪み同士が重なるように形成される。重なり合う隣接する窪みの中心間距離はL2であり、0<L2<2r2の関係が成り立つ。溝16は、互いに交差することがないように形成される。即ち、溝16同士は互いに平行である。隣接する溝16の距離はL3であり、2r2<L3である。L3は、レーザー加工により発生するスパッタ粒子がコア端面に付着することにより、隣接する溝16同士が導通しないような距離であることが好ましい。r2は例えば0.15mmであり、L2は例えば0.2mmであり、L3は例えば0.5mmであるが、この値に限られない。溝16の深さは、例えば0.1mmであるが、この値に限られない。
What is formed in the core end face is not limited to the dot-
図5に戻って、二次インサート成形について説明する。二次インサート成形では、半完成品のリアクトル90(図6参照)のコイル8を覆うように別の金型が取り付けられ、その金型内に樹脂が射出される。射出された樹脂がコイル8の周囲で固化してコイルカバー14が成形される。金型内に樹脂が射出される際、切欠21によって形成される貫通孔を通じて、樹脂成型部4の内部のギャップ41に樹脂が充填される。図5では図示を省略しているが、樹脂成型部4の内部には、樹脂がギャップ41に確実に充填されるように、樹脂用の流路、及びギャップ41内の空気やガスを抜くための開口が確保されている。樹脂がギャップ41に充填されると、樹脂は、コア端面に形成された複数の点状の窪み6、もしくは複数の溝16に入り込む。図9に、二次インサート成形後のリアクトル100の、切欠21を横断する断面図を示す。図9に示されているように、ギャップ41は樹脂42で充填されている。また、樹脂42は、2列のコイルの間の空隙にも充填される。図10は、図9においてXが示す領域の部分拡大図を示す。図10は、U字型コア2bの端面と樹脂42との界面の断面の拡大図である。U字型コア2bは、表面を絶縁コーティングした金属粒子を固めて(典型的には焼結して)作られるため、微視的には、図10に示されるように粒子の集合体である。U字型コア2bの端面には、複数の点状の窪み6、もしくは複数の溝16が形成されている。前述したように、二次インサート成形の工程において貫通孔を通じて樹脂42が流し込まれると、樹脂42はギャップ41に充填され、窪み6や溝16に入り込んで固まる。
Returning to FIG. 5, the secondary insert molding will be described. In the secondary insert molding, another mold is attached so as to cover the
実施例のリアクトル100に関する利点を述べる。リアクトル100のU字型コア2、及びI字型コア3の端面には、レーザー光の照射により、図7、図8に示されるような複数の点状の窪み6、もしくは他の溝と交差することのない線状の溝16が形成される。これにより、二次インサート成形の工程において樹脂42が充填される場合に、図10に示されるように樹脂42はこれらの窪み6や溝16に入り込んで固まるため、いわゆるアンカー効果により、樹脂42とコア端面との界面における接合強度は格段に向上する。微視的には、コア端面における金属粒子同士の間にも微細な隙間があり、樹脂42が入り込むことによってある程度のアンカー効果が発生する。しかしながら、図10に示されるように、レーザー光の照射などにより人工的に切削加工された窪み6又は溝16は、金属粒子同士の隙間よりもずっと大きいため、その分アンカー効果も高くなる。即ち、U字型コア2とI字型コア3は樹脂42によって強固に接合される。
The advantage regarding the
ここで、仮にU字型コアやI字型コアが導電性であると、コイルで発生する磁束がこれらのコアを通過することで、コアの内部に渦電流が発生する。渦電流はコイルに逆起電力を発生させるため、リアクトルの効率が低下する。そのため、これらのコアの原料である金属粒子は、予め絶縁コーティングなどで絶縁処理を施してから固められる。こうすることでコア全体としては非導通となり、渦電流の発生を抑制できる。しかしながら、コアの端面にレーザー光などで人工的に切削加工を施すと、切削された箇所の金属粒子の絶縁コーティングが剥がれ、切削箇所における金属粒子は導通する。切削加工の際に、例えばクロスする溝のような、2次元的な拡がりを有するパターンを形成すると、導通領域が平面状に拡がるために、渦電流が発生する虞がある。そこで、本実施例のように、点状、又は、他の溝と交差することのない線状の切削加工を施すことで、平面状に導通することを防ぎ、渦電流の発生を抑制する。導通面は点状、あるいは線状の範囲に限られるため、渦電流は発生するものの、ごくわずかに抑えられる。渦電流の発生によるリアクトルの効率低下を防ぐとともに、コア端面に人工的に切削加工を施すことで樹脂と金属製のコア端面との接合強度を飛躍的に向上させることができる。なお、窪み、もしくは溝をレーザーではなく、物理的な刃物による切削加工によって形成する場合でも同様である。 Here, if the U-shaped core and the I-shaped core are conductive, the magnetic flux generated in the coils passes through these cores, and an eddy current is generated inside the core. Since the eddy current generates a counter electromotive force in the coil, the efficiency of the reactor is lowered. For this reason, the metal particles that are the raw materials of these cores are hardened after being subjected to an insulation treatment with an insulation coating or the like in advance. By doing so, the core as a whole becomes non-conductive, and generation of eddy current can be suppressed. However, when the end surface of the core is artificially cut with a laser beam or the like, the insulating coating of the metal particles at the cut portion is peeled off, and the metal particles at the cut portion are conducted. When a pattern having a two-dimensional spread, such as a crossing groove, is formed at the time of cutting, an eddy current may be generated because the conduction region expands in a planar shape. Thus, as in the present embodiment, by performing a cutting process in the form of a dot or a line that does not intersect with other grooves, conduction in a planar shape is prevented, and generation of eddy currents is suppressed. Since the conduction surface is limited to a dotted or linear range, an eddy current is generated, but it is suppressed to a slight extent. In addition to preventing the reactor efficiency from being reduced due to the generation of eddy currents, the joint strength between the resin and the metal core end surface can be dramatically improved by artificially cutting the core end surface. The same applies to the case where the recess or groove is formed by cutting with a physical blade instead of a laser.
また、一次インサート成形によりU字型コア2を樹脂成型部4で覆い、その後I字型コア3を樹脂成型部4のガイド部5に配置することにより、コアを、コイルから確実に絶縁できる。さらに、コイル8の周囲と樹脂成型部4を樹脂製のコイルカバー14で覆うことにより、コイル8が樹脂成型部4(即ち、コア)に確実に固定される。U字型コア2とI字型コア3が強固に接合することで、リアクトルが作動時に振動しても、接合強度不足に起因するリアクトルの振動騒音を抑制できる。また、対向するコア同士を接着するための接着剤、接着固定するための加熱炉が不要になるため、製造コストを低減できる。これらの工程が不要になるため、製造がより容易になる。
Moreover, the core can be reliably insulated from the coil by covering the
実施例のリアクトル100に関する留意点を述べる。図8において、線状の溝16はZ軸方向に形成されているが、溝の向きはこれに限られない。溝同士が平行であれば、溝は、いかなる方向に形成されてもよい。また、溝同士が交差していなければ、平行でなくともよい。例えば、複数の溝がコア端面の中心から放射状に延びるように形成されていてもよい。さらにまた、ガイド部5の端部に設けられた切欠21の位置や個数は、二次インサート成形が適切に実施できる位置や個数であれば、上記の実施例に記載された位置や個数に限られない。
Points to be noted regarding the
また、U字型コアやI字型コアのそれぞれの端面に形成される凹凸は、同一のパターンである必要はない。例えば、U字型コアの端面には複数の点状の窪みが形成され、I字型コアの端面には互いに交差しない溝が形成されてもよい。さらに、導通面が平面状にならなければ、コア端面に窪みと溝を混在して形成してもよい。 Moreover, the unevenness | corrugation formed in each end surface of a U-shaped core or an I-shaped core does not need to be the same pattern. For example, a plurality of point-like depressions may be formed on the end surface of the U-shaped core, and grooves that do not intersect with each other may be formed on the end surface of the I-shaped core. Furthermore, if the conductive surface is not flat, a recess and a groove may be formed on the core end surface.
樹脂成形部4は、コアを金型にセットしてインサート成形する他に、別途射出成型した後、コアを嵌めるものであってもよい。また、実施例のリアクトル100は、対向するU字型コアとI字型コアの間のギャップが全て樹脂で充填される構成であった。I字型コアはなくてもよく、あるいは、複数のI字型コアが連続して配置されていてもよい。さらに、U字型コアの間、あるいは、U字型コアとI字型コアの間に、プレートが配置されていてもよい。次に、プレートを有するリアクトルについて説明する。
In addition to insert molding by setting the core in a mold, the
変形例のリアクトルを説明する。変形例のリアクトルは、U字型コアとI字型コアの間に、非磁性体で作られたプレートを有している点が実施例のリアクトル100と異なる。図11に、変形例のリアクトルの樹脂成形部104a、104bとコアの分解斜視図を示す。なお、図11以降の図では、実施例のリアクトル100と同じ部品(部分)については符号を省略しているものがあることに留意されたい。
The reactor of a modification is demonstrated. The reactor of a modification differs from the
この変形例では、U字型コア2aとI字型コア3の間、及び、U字型コア2bとI字型コア3の間に、プレート7が配置される。後で説明するが、プレート7はU字型コア2の端面及びI字型コア3の端面との間にギャップ(空間)を有するように配置される。プレート7は、非磁性材料で作られている。プレート7の材料は、例えばアルミナセラミックスである。
In this modification, the
図11に示すように、コア全体を組み立てる前は、U字型コア2a、2bの夫々が樹脂成形部104a、104bで覆われている。U字型コア2a(2b)を覆うように樹脂成形部104a(104b)を成形する工程が、実施例にて説明した一次インサート成形工程である。一次インサート成形の後は、U字型コア2a(2b)の端面のみが露出し、他は樹脂で覆われる。U字型の樹脂成形部104a(104b)の端部には、I字型コア3及びプレート7を位置決めするガイド部105が形成されている。ガイド部105は、U字型コア2a(2b)の両方の端部から平行に伸びるように筒状に形成されている。I字型コア3及びプレート7を挟んで一対のU字型コア2a、2bを組み立てた後、ガイド部105の周囲にコイルが捲回される。ガイド部105の端面には、切欠21が形成されている。
As shown in FIG. 11, before assembling the entire core, the
ガイド部105の内部には、突起9aと突起9bが形成されている。突起9aは、図11のZ軸方向と垂直に交わるガイド部105の2つの側面の内側にそれぞれ形成されている。突起9bは、Y軸方向と垂直に交わるガイド部105の2つの側面の内側にそれぞれ形成されている。プレート7は、ガイド部105の突起9aに当たるまで押し込まれる。即ち、突起9aは、プレート7を樹脂成型部104の内部に配置する際に、プレート7の位置を決定する。プレート7は、プレート7が押し込まれる際に、突起9bでつかえることがないように、そのY軸方向における長さがガイド部5のY軸方向における内側の長さよりも短く作られている。他方、突起9bの機能は図3の突起10の機能と同じであり、I字型コア3を樹脂成型部104の内部に配置する際に、I字型コア3の位置を決定する。突起9aにより、プレート7とU字型コア2a、2bの端面の間にギャップが形成され、端面同士が直接接触することはない。同様に、突起9bにより、プレート7とI字型コア3の端面の間にギャップが形成され、端面同士が直接接触することはない。
Inside the
図12は、変形例のリアクトルの樹脂成形部104a、104bを合わせたアセンブリの断面図である。図12は、図5と同様に、切欠21を横断する断面を示している。一方の樹脂成形部104aのガイド部105の筒には、プレート7を介してI字型コア3の半分が収まる。I字型コア3の残り半分に、他のプレート7を介して他方の樹脂成形部104bのガイド部105を被せるように嵌め込むと、一対のU字型コア2a、2bと、I字型コア3が環状の配置となる。
FIG. 12 is a cross-sectional view of an assembly in which
間にプレート7及びI字型コア3を挟んで一対の樹脂成形部104a、104bを対向させて組み合わせると、ガイド部105の端面に形成された切欠21は、樹脂成形部104の内外を連通する貫通孔となる。なお、コイル8は、前もってコイル状に形成されており、一対の樹脂成形部104a、104bを組み合わせるのに先立って、U字型の樹脂成形部104a、104bの端部に通しておく。図12は、この時点における半完成品のリアクトル90aを示す。実施例のリアクトル100の場合と同様に、U字型コア2の端面はI字型コア3の端面とは当接せず、その間にはギャップ141ができている。樹脂製のコイルカバー14を成形する二次インサート成形において、前述した貫通孔を通じて、樹脂がそのギャップ141に充填される。樹脂がギャップ141に充填されることにより、U字型コア2とI字型コア3は、プレート7を挟んで接合する。即ち、切欠21は、一対の樹脂成形部104を接合した後に内部のギャップ141に樹脂を充填するために設けられている。なお、この時点では、ガイド部105の内部において、プレート7とI字型コア3は突起9aと突起9bにそれぞれ位置決めされているのみで、固定されてはいない。
When the pair of
半完成品のリアクトル90a(図12参照)に対して、コイル8を樹脂で覆うとともにギャップ141に樹脂を流し込む二次インサート成形が実施される。二次インサート成形において、切欠21によって形成される貫通孔を通じて、樹脂成型部104の内部のギャップ141に樹脂が充填される。図12では図示を省略しているが、樹脂成型部104の内部には、樹脂がプレート7の周囲のギャップ141に確実に充填されるように、樹脂用の流路、及びギャップ141内の空気やガスを抜くための開口が確保されている。図13に、二次インサート成形後のリアクトル100aの、切欠21を横断する断面図を示す。図13に示されているように、プレート7の周囲のギャップ141は樹脂42で充填される。また、樹脂42は、2列のコイルの間の空隙にも充填される。
Secondary insert molding in which the
変形例のリアクトル100aにおいても、第1実施例と同様に、コアの端面には複数の点状の窪み、もしくは複数の溝(他の溝と交差しない溝)が形成されている。その溝に樹脂が入り込み、樹脂とコアが強固に接合する。
Also in the
変形例のリアクトル100aに関する留意点を述べる。リアクトル100aでは、U字型コア2とI字型コア3の間に、非磁性のプレート7が配置されるが、プレート7の周囲に、プレート7を覆うように樹脂42を充填することにより、U字型コア2とI字型コア3は、樹脂42を介して強固に接合する。対向するコア同士を確実に接合できる。同時に、非磁性のプレートがセラミック等でできている場合は、樹脂とプレートの界面における耐熱性を向上させることができる。突起9aは、Z軸方向と垂直に交わるガイド部105の側面に形成される代わりに、Y軸方向と垂直に交わる側面に形成されてもよい。同様に、突起9bについても、Y軸と垂直に交わるガイド部105の側面に形成される代わりに、Z軸方向と垂直に交わる側面に形成されてもよい。この場合、プレート7は樹脂成型部104のガイド部105に配置する際に突起9bでつかえることがないような形状であればよい。さらに、プレート7のX軸方向における両側にギャップができる構造であれば、突起9a及び突起9bの位置や個数は、上記に限られない。その他、変形例のリアクトル100aは、先に説明した実施例のリアクトル100と同じ利点を備える。
Points to be noted regarding the
以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。また、本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成するものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。 Specific examples of the present invention have been described in detail above, but these are merely examples and do not limit the scope of the claims. The technology described in the claims includes various modifications and changes of the specific examples illustrated above. The technical elements described in this specification or the drawings exhibit technical usefulness alone or in various combinations, and are not limited to the combinations described in the claims at the time of filing. In addition, the technology illustrated in the present specification or the drawings achieves a plurality of objects at the same time, and has technical utility by achieving one of the objects.
2a、2b:U字型コア
3:I字型コア
4a、4b、104a、104b:樹脂成形部
5:ガイド部
6:窪み
7:プレート
8:コイル
9a、9b、10:突起
12:リード線
14:コイルカバー
15:窓
16:溝
21:切欠
30:フランジ
32:スリット
41、141:ギャップ
42:樹脂
90、90a:二次インサート成形加工前のリアクトル
100、100a:リアクトル
2a, 2b: U-shaped core 3: I-shaped
Claims (3)
コアに捲回されているコイルと、
を備えるリアクトルであり、
前記端面に複数の点状の窪み、または、他の溝と交差することのない線状の溝が形成されていることを特徴とするリアクトル。 A core in which at least two partial cores face each other across a gap, and an end surface of the partial core facing the gap is covered with a resin;
A coil wound around a core;
A reactor comprising
A reactor characterized in that a plurality of dot-like depressions or linear grooves that do not intersect with other grooves are formed on the end face.
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